Analyse von schädigungsrelevanten Verformungsprozessen im Mikrobereich bei mehrfacher Überrollung

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Analyse von schädigungsrelevanten Verformungsprozessen im Mikrobereich bei mehrfacher Überrollung

Daves, W. / Fischer, J. / Fischer, F.D.

Die Oberflächen von Eisenbahnschienen werden extrem hohen Lasten mit einer komplexen, sehr lokalen Verteilung ausgesetzt, die große Spannungsgradienten erzeugen und die Mikrostruktur des Gefüges verändern. Durch das oftmalige Überrollen entsteht eine für die Schiene typische Oberflächenrauheit, die bei der Untersuchung von Verschleißvorgängen und Schädigungsprozessen an der Oberfläche und bei der Optimierung von Material und Geometrie nicht vernachlässigt werden darf. Durch eine lokale Finite-Elemente-Untersuchung des Rad-Schiene Kontakts kann unter Berücksichtigung der aus globalen dreidimensionalen Modellen errechneten Belastungsvorgaben der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die Spannungen und Verformungen in Oberflächennähe berechnet werden. Mit Hilfe der Analyse von Belastungszyklen kann dann die Ausbreitung der plastischen Zone beobachtet werden. Mit Hilfe eines Indikators für duktile Schädigungsprozesse kann auf den Ort der Entstehung von Verschleiß oder Oberflächenanrissen geschlossen werden.